Physiologie acide-base.docx

Physiologie rénale PHYSIOLOGIE DE L’EQUILIBRE ACIDE-BASE Généralités sur les acides et les bases Systèmes tampons pH, milieu intérieur et homéostasie Rôle de la ventilation Rôle du rein Acidoses/alcoloses métaboliques et respiratoires I. Généralités sur les acides et les bases Définition d’un acide : donneur de proton. Définition d’une base : accepteur de proton. Acides forts (exemple : acide chlorhydrique). Acide qui se décompose entièrement (une mole de produit donne une mole de proton). HCl H+ + Cl- Acides faible (exemple : acide carbonique, acide acétique). H2CO3 ? H+ + HCO3- Notion de pH : Equation d’Henderson-Hasselbach : Rôle du CO2 dissous : Coefficient de solubilité = 0,03mL de CO2 / mL d’H2O Plasma Globule rouge Rôle de l’anhydrase carbonique. Transport du dioxyde de carbone sous forme de bicarbonate dans le globule rouge. pH plasmatique lié aux bicarbonates et à la PCO2 Charge acide quotidienne / excrétion nette de 1mmol/kg/24h. Acide carbonique du métabolisme énergétique. Les acides alimentaires : Acide citrique (citron). Acide acétique (vinaigre). Acide sulfurique (ponts disulfures des protéines). L’acide lactique de la glycolyse anaérobie. Les corps cétoniques (jeûne diabète). Les médicaments (aspirine). Certaines boissons gazeuses riches en CO2 dissous et pauvres en bicarbonates. Charge basique est inférieure à la charge acide dans l’alimentation. Le problème des bases « relatives » par perte d’un ion H+ : Lactate. Gluconate. Maléate. Citrate. II. Systèmes tampons Définition : système amortissant les variations de pH face à une charge acide ou alcaline. Tampons en fonction de leur localisation et de leur importance dans la régulation du PH : Intracellulaires. Extracellulaires. Le pK est proche du pH du milieu. Ils minimisent les variations de pH en remplaçant un acide fort par un acide faible. 1. Tampons intracellulaires Phosphates : Forte concentration intracellulaire. pKA = 6,8 voisin du pH intracellulaire. Protéines intracellulaires. Os : Carbonate / bicarbonate de calcium. Lentement mobilisable. Capacité considérable : 50 000mOsm. Tampon hémoglobine dans les hématies. 2. Tampons extracellulaires Systèmes bicarbonate / acide carbonique. pKA acide à 6,8. Grande masse de sel utilisable face à une agression acide. 3. Soumis à un double contrôle Poumon et rein. Tissus Système tampon Pouvoir tampon (mmolH+.L-1 par unité) Liquide extracellulaire HCO3-/H2CO3 Phosphates inorganiques Protéines 55 0.5 7 Liquide cellulaire HCO3-/H2CO3 Phosphates inorganiques et protéines 18 60 Hématies Hémoglobine 30 III. pH, milieu intérieur et homéostasie Claude Bernard : nécessité d’un milieu interne constant pour maintenir une bonne santé. Le milieu intérieur : plasma, sang et milieu cellulaire. Walter Cannon : homéostasie. Grandeurs restant relativement constantes dans le temps : pH plasmatique. PCO2 artérielle. Glycémie. Température centrale. Pression artérielle. Volémie. Osmolarité. Système régulateur – boucle régulatrice : Régulation ventilatoire du pH : IV. Rôle de la ventilation Dans la ventilation on retrouve un espace mort : VD. Et le volume alvéolaire. V. Rôle du rein 1. Sécrétion d’ions H+ dans le TCP 2. Tamponnage des ions H+ 3. Réabsorption des ions bicarbonates 4. Rétrodiffusion des ions bicarbonates Phénomène qui existe mais qui n’est pas le plus important. Excrétion / Réabsorption des ions bicarbonates. 5. Sécrétion d’ions NH4+ NH4+ = ions ammonium. En réalité les ions ammonium correspondent à un ion NH3+ et un ion H+ donc l’élimination d’un ion ammonium permet l’élimination d’un proton. 6. Sécrétion des ions H+ dans les segments distaux Répartition en % de la réabsorption des bicarbonates : TCP 85%. Anse de Henlé 10%. Canal collecteur 5%. 7. Contrôle par le pH intracellulaire pH intracellulaire lié au pH plasmatique. Réabsorption des bicarbonates également dépendante de la PaCO2. En cas d’acidose respiratoire avec augmentation de la PaCO2 il y a une acidification intracellulaire qui favorise une augmentation de la réabsorption des bicarbonates. Compensation rénale des dysfonctionnements respiratoires. 8. Mise en jeu de l’aldostérone L’acidose intracellulaire fait sortir les ions K+ et entraine une hyperkaliémie. L’hyperkaliémie stimule la sécrétion d’aldostérone. L’aldostérone favorise directement la sécrétion d’ion H+dans les segments distaux. L’aldostérone favorise la réabsorption de Na+ ce qui indirectement favorise la sécrétion d’ions H+. Les régimes riches en sel favorisent donc la fuite et peuvent provoquer une alcalose. VI. Acidose et alcalose métaboliques et respiratoires 1. Acidoses métaboliques Exemples : Intoxication (salicylés). Production de lactates augmentés (exercice). Pertes digestive de bicarbonates (diarrhée). Insuffisance rénale (acidose tubulaire). Diagnostic biologique : pH < 7,38. Bicarbonates diminués (car consommés). PCO2 normale ou diminuée (augmentées en cas d’acidose mixte). 2. Alcaloses métaboliques Exemples : Perfusion de bicarbonates. Pertes digestives d’HCl (vomissements). Pertes rénales d’acides. Diagnostic biologique : pH > 7,42. Bicarbonates augmentés. PCO2 normale ou augmentée en cas de compensation. 3. Acidose respiratoires Exemples : Infections broncho-pulmonaires. BPCO. Effets shunt. Diagnostic biologique : pH < 7,38. Bicarbonates normaux si le phénomène est aigu, augmentés en cas de compensation rénale. PCO2 augmentée. Attention, en cas d’acidose mixte : pH bas. Bicarbonates diminuée. PCO2 augmentée. 4. Alcalose respiratoire Exemples : Emotion. Tumeur cérébrale. Syndrome d’hyperventilation chronique. Diagnostic biologique : pH > 7,42. Bicarbonates normaux si le phénomène est aigu, diminution si compensation rénale.  PCO2 diminuée. 5. Phénomène de compensation Schéma de Davenport Il représente à la fois les bicarbonates, le PCO2 et le pH. Les isobares de PCO2 : Plus on va dans des PCO2 basse plus on va dans l’alcalin (PCO2 < 40mmHg). Plus on va dans des PCO2 haute plus on va dans l’acide (PCO2 > 40mmHg). On regarde tout d’abord le pH : le pH est diminué donc on est dans une acidose. Ici les bicarbonates ne sont pas diminués voit très discrètement augmenté : origine respiratoire. La PCO2 est augmentée car on se trouve sur l’isobare 60mmHg : donc acidose respiratoire pure. Il va donc avec une compensation métabolique par augmentation de la réabsorption des bicarbonates (cf. flèche rouge). Le pH est diminuée on est dans une acidose. Les bicarbonates sont diminués donc elle est d’origine métabolique. La PCO2 est augmentée : c’est donc une acidose mixte. La correction ventilatoire est à l’origine d’une majoration de la diminution des bicarbonates (déficit en base). Le pH est augmentée c’est donc une alcalose. Les bicarbonates sont diminués donc elle est d’origine ... Il faut donc diminuée la réabsorption des bicarbonates pour revenir à un pH normal. Le pH est augmentée c’est donc une alcalose. Les bicarbonates sont augmentés donc elle est d’origine métabolique. Elle ne peut être respiratoire car l’isobare PCO2 est normale. Pour compenser : on peut augmenter les bicarbonates en faisant une hypoventilation. Cette compensation respiratoire est à l’origine d’un excès de base. Phénomène de compensation. Compensation si les valeurs de bicarbonates plasmatiques et de PCO2 sont incohérentes, en opposition. THERMOREGULATION Stratégie face à l’environnement : Homéotherme tels que les humains qui régulent leur température centrale. Poïkilotherme tels que les reptiles qui suivent la température ambiante. Variation de la température en fonction de la température ambiante. I. Température centrale Températures superficielles : peau. En relation avec l’extérieur. Température centrale : Viscères, muscles. Cerveau. Très grandes homogénéités des températures cutanées : Zones froides : seins, etc. Zones chaudes : haut du dos, extrémités des doigts. Plus on est dans une zone chaude plus on risque de perdre de la chaleur. Thermomètres : Température rectale. Température axillaire et sublinguale. Température tympanique. II. Echanges thermiques Hypothermie (<37°C) : ambiances froides. Hyperthermie (>37°C) : ambiance chaudes, chaleur endogène. Ambiances thermiques : Température ambiante. Rôle du vent. Humidité. Rayonnement. GROS TROU Lutter contre le chaud Lutter contre le froid XV. Hypothermie Immersion en eau froide (naufrage en mer). Alpinisme (avalanche). Hiver (absence de chauffage). Chute rapide des températures superficielles. Puis baisse de la température centrale. Signes : Rigidité extra-pyramidale. Troubles psychiques (34-35°C). Coma (30-31°C). Mort par troubles du rythme (24 – 29°C). Immersion dans l’eau froide SCHEMA Hypothermie accidentelle Vieillard. Nourrisson. Anesthésie générale. Intoxications (neuroleptiques, alcool). Atteinte neurologique des centres régulateurs. Pas de lutte contre e froid. Plus d’homéothermie. Chute rapide de la température centrale. Hypothermie provoquée Arrêt circulatoire de longue durée sous anesthésie pour la chirurgie cardiaque. Bain. Couvertures réfrigérante. Circulation extracorporelle (CEC). Lavage gastrique. Dialyse péritonéale. XVI. Hyperthermie Ambiance chaude, humide, climatique ou industrielle. Charge thermique endogène (exercice musculaire). Combinaison des deux. Coup de chaleur. Fièvre. Hyperthermie maligne. Coup de chaleur Température centrale > 41°C. Altération de la conscience. Arrêt de la sudation. Hypotension. Troubles de l’hémostase. Convulsions. Syncopes. Fièvre Substances pyrogènes endogènes leucocytaires libérées sous l’action d’endotoxines bactériennes (interleukine 1). Prostaglandines E1 et E2. Maintien d’une homéostasie. Déplacement de la température de consigne. Antipyrétiques. Prévention Vêtements. Ombre. Hydratation. Repos. Ventilation. Climatisation. ADAPTATION CARDIO-RESPIRATOIRE A L’EXERCICE MUSCULAIRE Exercice musculaire et médecine Obésité et sédentarité. Obésité et adolescence. Régimes alimentaires : yo-yo syndrome. Epreuve d’efforts cardiaques : Coronaropathie. Troubles du rythme. Epreuves d’efforts respiratoires : Pathologies interstitielles. Asthme. Epreuves d’effort métaboliques : déficit enzymatique. Epreuves d’effort sportives : Aptitude. Suivi d’entrainement. I. Travail musculaire Le muscle est générateur de force. Il transforme de l’énergie chimique (ATP) en énergie mécanique (force). Notion de travail mécanique : SCHEMA Notion de puissance (P) : P = W / t P en watt (W). W en joule (J). t en seconde (s). Travail dynamique : Force (couple variable), raccourcissement (C. concentrique), travail mécanique. SCHEMA. Travail statique : force (constante), isométrie, temps limite. II. Ergométrie La mesure du travail musculaire se fait grâce à un ergomètre. Bicycle ergométrique : W = RPM x charge Augmentation de la charge (c'est-à-dire du freinage). Adaptation aux mouvements (exemple : rameur). Tapis roulant : W = M.g x h P = (M.g x h) / t Skieur. III. Métabolisme énergétique 1. Métabolisme anaérobie alactique SCHEMA 2. Glycolyse anaérobie lactique SCHEMA SCHEMA Dépense énergétique Métabolisme basal : Alité. A distance des repas (ADS). Neutralité thermique. Métabolisme de repos. Métabolisme en activité. Coût énergétique. IV. Adaptations cardiovasculaires V. Adaptations respiratoires VI. Effets de l’entrainement